JP2013124084A - Hybrid vehicle - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hybrid vehicle which, when a counter electromotive voltage of a generator is higher than a supply voltage to the inverter during power-operated traveling and the vehicle is in a power-running state, cuts off an inverter by gating to improve energy efficiency.SOLUTION: When a vehicle is in a power-running state during its power-operated traveling and a counter electromotive voltage Vmg1 of a motor MG1 is equal to or higher than a voltage VH of a high-voltage system power line, if determination-making power dloss is less than 0, the determination-making power dloss being the sum of increased power dlossV representing power increased by raising the voltage VH of the high-voltage system power line to a necessary voltage VH2 and decreased power dlossG representing power decreased by cutting off an inverter for the motor MG1 by gating, a target voltage VH* is changed to the necessary voltage VH2 and the inverter for the motor MG1 is cut off by gating (S200 to S250). If the determination-making power dloss is equal to or more than 0, the target voltage VH* is not changed and weak field control over the motor MG1 is executed (S260).

Description

本発明は、ハイブリッド車に関し、詳しくは、エンジンと、発電機と、車軸に連結された駆動軸とエンジンの出力軸と発電機の回転軸の3軸に3つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、駆動軸に接続された電動機と、発電機を駆動するための発電機用インバータと、電動機を駆動するための電動機用インバータと、バッテリと、バッテリが接続されたバッテリ電圧系と発電機用インバータおよび電動機用インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて駆動電圧系の電圧をバッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共にバッテリ電圧系と駆動電圧系との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、バッテリの充放電を伴って走行するようエンジンの運転ポイントと電動機のトルク指令と発電機のトルク指令と駆動電圧系の電圧を設定してエンジンと電動機と発電機と昇圧コンバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車に関する。   The present invention relates to a hybrid vehicle, and more specifically, a planetary gear in which three rotating elements are connected to three axes of an engine, a generator, a drive shaft connected to the axle, an output shaft of the engine, and a rotating shaft of the generator. Mechanism, electric motor connected to drive shaft, generator inverter for driving generator, motor inverter for driving motor, battery, battery voltage system and generator connected to battery Connected to the drive voltage system to which the inverter for the motor and the inverter for the motor are connected to adjust the voltage of the drive voltage system to be higher than the voltage of the battery voltage system and exchange power between the battery voltage system and the drive voltage system Boost converter, engine operating point, motor torque command, generator torque command and drive voltage system voltage to drive with battery charge / discharge Control means for controlling the boost converter and the engine and the electric motor and a generator Te, relates to a hybrid vehicle equipped with.

従来、この種のハイブリッド車としては、エンジンと、モータMG1と、車軸に連結された駆動軸とエンジンのクランクシャフトとモータMG1の回転軸とにリングギヤとキャリアとサンギヤとが各々接続されたプラネタリギヤと、駆動軸に減速機を介して接続されたモータMG2と、モータMG1を駆動するインバータと、モータMG2を駆動するインバータと、モータMG1,MG2のインバータに接続されたバッテリと、を備えるハイブリッド車において、車両が力行状態であるときや車両が回生状態で回生電力をバッテリへ充電することができない状態のときには、要求動力がモータMG2から出力されるようインバータを制御すると共に、モータMG1に対して弱め界磁処理を行なうようモータMG1のインバータを制御し、モータMG1からの逆起電圧がバッテリからの供給電圧よりも高い状態で車両が回生状態であり且つバッテリが蓄電可能である第2状態のときには、回生トルクがモータMG2から出力されるようモータMG2のインバータを制御すると共に、ゲート遮断するようモータMG1のインバータを制御するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。このハイブリッド車では、第2状態では、モータ走行中にモータMG1のインバータをゲート遮断することにより、モータMG1の弱め界磁処理を行なわずに電力消費を抑えると共に、モータMG1で生じた逆起電力をバッテリに蓄電し、全体として車両のエネルギ効率を向上させている。   Conventionally, this type of hybrid vehicle includes an engine, a motor MG1, a planetary gear in which a ring gear, a carrier, and a sun gear are respectively connected to a drive shaft coupled to the axle, an engine crankshaft, and a rotation shaft of the motor MG1. In a hybrid vehicle comprising a motor MG2 connected to a drive shaft via a speed reducer, an inverter driving motor MG1, an inverter driving motor MG2, and a battery connected to the inverters of motors MG1 and MG2. When the vehicle is in a power running state or when the vehicle is in a regenerative state and the regenerative power cannot be charged to the battery, the inverter is controlled so that the required power is output from the motor MG2, and the motor MG1 is weakened. The motor MG1 inverter is controlled to perform field processing, and the motor is In the second state where the back electromotive voltage from MG1 is higher than the supply voltage from the battery and the vehicle is in the regenerative state and the battery can be charged, the inverter of the motor MG2 outputs the regenerative torque from the motor MG2. Have been proposed that control the inverter of the motor MG1 so as to shut off the gate (see, for example, Patent Document 1). In this hybrid vehicle, in the second state, the gate of the inverter of the motor MG1 is shut off while the motor is running, so that the power consumption is reduced without performing the field weakening process of the motor MG1, and the counter electromotive force generated in the motor MG1. Is stored in the battery to improve the energy efficiency of the vehicle as a whole.

特開2009−280033号公報JP 2009-280033 A

上述のハイブリッド車では、モータ走行中に車両が力行状態のときにはモータMG1のインバータのゲート遮断を行なわないため、モータ走行中に車両が力行状態のときにモータMG1のインバータをゲート遮断することによる車両のエネルギ効率の向上を図ることができない。一方、モータ走行中に車両が力行状態のときにモータMG1のインバータをゲート遮断することが必ずしも車両のエネルギ効率を向上させるものになるとは限らず、ゲート遮断しない方が車両のエネルギ効率を向上させる場合もある。   In the hybrid vehicle described above, the gate of the inverter of the motor MG1 is not shut off when the vehicle is in a power running state while the motor is running. Therefore, the vehicle by gate shutting off the inverter of the motor MG1 when the vehicle is in a power running state while the motor is running. The energy efficiency cannot be improved. On the other hand, when the vehicle is in a power running state while the motor is running, shutting off the inverter of the motor MG1 does not necessarily improve the energy efficiency of the vehicle, and not cutting off the gate improves the energy efficiency of the vehicle. In some cases.

本発明のハイブリッド車は、モータ走行中に発電機の逆起電圧が発電機用インバータに供給されている電圧よりも高いときに車両が力行状態であるときでも、発電機用インバータをゲート遮断して車両のエネルギ効率の向上を図ることを主目的とする。   The hybrid vehicle of the present invention gates the generator inverter even when the vehicle is in a power running state when the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage supplied to the generator inverter while the motor is running. The main purpose is to improve the energy efficiency of the vehicle.

本発明のハイブリッド車は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。   The hybrid vehicle of the present invention employs the following means in order to achieve the main object described above.

本発明のハイブリッド車は、
エンジンと、発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸の3軸に3つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、前記駆動軸に接続された電動機と、前記発電機を駆動するための発電機用インバータと、前記電動機を駆動するための電動機用インバータと、バッテリと、前記バッテリが接続されたバッテリ電圧系と前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて前記駆動電圧系の電圧を前記バッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共に前記バッテリ電圧系と前記駆動電圧系との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、前記バッテリの充放電を伴って走行するよう前記エンジンの運転ポイントと前記電動機のトルク指令と前記発電機のトルク指令と前記駆動電圧系の電圧を設定して前記エンジンと前記電動機と前記発電機と前記昇圧コンバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、
前記電動機からの動力だけで走行している最中に前記発電機の逆起電圧が前記駆動電圧系の電圧よりも高いとき、
車両が回生状態であると共に前記バッテリが充電可能な状態であるときには、前記発電機用インバータをゲート遮断するよう該発電機用インバータを制御し、
車両は回生状態であるが前記バッテリは充電可能な状態ではないときには、前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御し、
車両が力行状態であるときには、前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧に昇圧することによって増加する消費電力としての増加電力と前記発電機用インバータをゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力との和として判定用電力を計算し、前記前記判定用電力が値0未満となるときには前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう前記昇圧コンバータを制御すると共に前記発電機用インバータをゲート遮断するよう前記発電機用インバータを制御し、前記前記判定用電力が値0以上となるときには前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御する、
手段である、
ことを特徴とする。
The hybrid vehicle of the present invention
An engine, a generator, a drive shaft connected to an axle, a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the engine and a rotating shaft of the generator, and connected to the drive shaft A motor, an inverter for a generator for driving the generator, an inverter for a motor for driving the motor, a battery, a battery voltage system to which the battery is connected, the inverter for the generator, and the Connected to a drive voltage system to which an inverter for an electric motor is connected, adjusts the voltage of the drive voltage system to be higher than the voltage of the battery voltage system, and exchanges power between the battery voltage system and the drive voltage system. A boost converter to perform, an operation point of the engine, a torque command of the motor, and a torque command of the generator so as to travel with charging and discharging of the battery In the hybrid vehicle by setting the voltage of the serial driving voltage system and a control means for controlling said boost converter and the generator and the engine and the electric motor,
The control means includes
When the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system while traveling only with power from the electric motor,
When the vehicle is in a regenerative state and the battery is in a chargeable state, the generator inverter is controlled to gate the generator inverter;
When the vehicle is in a regenerative state but the battery is not in a rechargeable state, the generator inverter is controlled to be subjected to field-weakening processing,
When the vehicle is in a power running state, the increased power as the power consumption increased by boosting the voltage of the drive voltage system to a voltage that can be gated off, and the consumption reduced by gate shutting off the generator inverter The determination power is calculated as the sum of the reduced power as the power, and the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be cut off when the determination power is less than 0. And the generator inverter is controlled so that the generator inverter is gate-cut, and the generator inverter is subjected to field-weakening processing when the power for determination becomes 0 or more. Control,
Means,
It is characterized by that.

この本発明のハイブリッド車では、電動機からの動力だけで走行している最中に発電機の逆起電圧が発電機用インバーや電動機用インバータが接続された駆動電圧系の電圧よりも高いときには、以下のように場合分けして制御する。(1)車両が回生状態であると共にバッテリが充電可能な状態であるときには、発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御する。この場合、電動機の制御や昇圧コンバータの制御は変更されずに継続される。(2)車両は回生状態であるがバッテリは充電可能な状態ではないときには、発電機が弱め界磁処理されるよう発電機用インバータを制御する。この場合も、電動機の制御や昇圧コンバータの制御は変更されずに継続される。(3)車両が力行状態であるときには、駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧に昇圧することによって増加する消費電力としての増加電力と発電機用インバータをゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力との和として判定用電力を計算し、更に場合分けして制御する。(3−1)判定用電力が値0未満となるときには駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう昇圧コンバータを制御すると共に発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御する。この場合、電動機の制御は変更されずに継続される。(3−2)判定用電力が値0以上となるときには発電機が弱め界磁処理されるよう発電機用インバータを制御する。この場合、電動機の制御や昇圧コンバータの制御は変更されずに継続される。このように、電動機からの動力だけで走行している最中に発電機の逆起電圧が発電機用インバーや電動機用インバータが接続された駆動電圧系の電圧よりも高いときに車両が力行状態であるときであっても、判定用電力が値0未満となるときには駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう昇圧コンバータを制御すると共に発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御することにより、こうした制御を行なわないものに比して、車両のエネルギ効率を向上させることができる。また、電動機からの動力だけで走行している最中に発電機の逆起電圧が発電機用インバーや電動機用インバータが接続された駆動電圧系の電圧よりも高いときに車両が力行状態であるときに、判定用電力が値0以上となるときには発電機が弱め界磁処理されるよう発電機用インバータを制御することにより、判定用電力が値0以上となるときに駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう昇圧コンバータを制御すると共に発電機用インバータをゲート遮断するよう発電機用インバータを制御することによる車両のエネルギ効率の低下を抑制することができる。ここで、「車両が回生状態である」とは、電動機および発電機により全体として車両に制動力を作用させている状態を意味しており、「車両が力行状態である」とは、電動機および発電機により全体として車両に駆動力を作用させている状態を意味している。また、「増加電力」は増加する場合を正の値とし、「減少電力」は減少する場合を負の値としている。したがって、「判定用電力」が正の値のときには全体として消費電力が増加することになり、「判定用電力」が負の値のときには全体として消費電力が減少することになる。   In this hybrid vehicle of the present invention, when the back electromotive force of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system to which the invar for the generator and the inverter for the motor are connected while traveling only with the power from the motor, Control according to the case as follows. (1) When the vehicle is in a regenerative state and the battery is in a chargeable state, the generator inverter is controlled so as to shut off the generator inverter. In this case, the control of the electric motor and the control of the boost converter are continued without being changed. (2) When the vehicle is in a regenerative state but the battery is not in a rechargeable state, the generator inverter is controlled so that the generator is subjected to field-weakening processing. Also in this case, the control of the electric motor and the control of the boost converter are continued without being changed. (3) When the vehicle is in a power running state, it decreases by increasing the power consumption as the power consumption increased by boosting the voltage of the drive voltage system to a voltage that can shut off the gate and by shutting off the generator inverter. The determination power is calculated as the sum of the reduced power as the power consumption, and the control is further performed for each case. (3-1) When the determination power is less than 0, the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be cut off, and the generator inverter is turned off. To control. In this case, the control of the electric motor is continued without being changed. (3-2) When the electric power for determination becomes 0 or more, the generator inverter is controlled so that the generator is subjected to field-weakening processing. In this case, the control of the electric motor and the control of the boost converter are continued without being changed. In this way, the vehicle is in a power running state when the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system to which the invar for the generator or the inverter for the motor is connected while traveling only with the power from the electric motor. Even when the determination power is less than 0, the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be gated and the generator inverter is gated. By controlling the machine inverter, it is possible to improve the energy efficiency of the vehicle as compared with the case where such control is not performed. Further, the vehicle is in a power running state when the back electromotive force of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system to which the invar for the generator or the inverter for the motor is connected while traveling only with the power from the motor. Sometimes, when the determination power becomes 0 or more, the generator inverter is controlled so that the generator is subjected to field-weakening processing, so that when the determination power becomes 0 or more, the voltage of the drive voltage system is reduced. It is possible to suppress a decrease in the energy efficiency of the vehicle due to controlling the boost converter so as to obtain a voltage that can shut off the gate, and controlling the generator inverter so as to gate the generator inverter. Here, “the vehicle is in a regenerative state” means a state where a braking force is applied to the vehicle as a whole by the electric motor and the generator, and “the vehicle is in a power running state” means that the electric motor and It means a state in which a driving force is applied to the vehicle as a whole by the generator. Further, “increased power” has a positive value when increasing, and “decreasing power” has a negative value when decreasing. Therefore, when “determination power” is a positive value, the power consumption increases as a whole, and when “determination power” is a negative value, the power consumption decreases as a whole.

また、「増加電力」は、発電機用インバータをゲート遮断することができる電圧から駆動電圧系の電圧として設定されている電圧を減じて得られる差電圧が大きいほど大きくなる傾向に且つ昇圧コンバータを流れる電流が大きいほど大きくなる傾向に設定されたマップを用いて得られるものとし、「減少電力」は、発電機の回転数が大きいほど大きくなる傾向に設定されたマップを用いて得られるものとすることができる。このようなマップは、エンジンや発電機,電動機,遊星歯車機構,昇圧コンバータ,発電機用インバータ,電動機用インバータなどの諸元を定め、実験などを行なって定めることができる。   “Increased power” tends to increase as the difference voltage obtained by subtracting the voltage set as the drive voltage system voltage from the voltage that can shut off the inverter for the generator increases. It can be obtained using a map set to increase as the flowing current increases, and “reduced power” can be obtained using a map set to increase as the number of revolutions of the generator increases. can do. Such a map can be determined by determining specifications of an engine, a generator, an electric motor, a planetary gear mechanism, a boost converter, an inverter for a generator, an inverter for an electric motor, and the like, and performing an experiment or the like.

本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an outline of a configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. 電機駆動系の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of an electric drive system. ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるモータ走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an example of a motor travel control routine that is executed by the hybrid electronic control unit. 要求トルク設定用マップの一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the map for request | requirement torque setting. 必要電圧VH2から高電圧系電力ライン54aの電圧VHを減じて得られる差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流と増加電力dlossVとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the difference voltage (DELTA) V (VH2-VH) obtained by subtracting the voltage VH of the high voltage type | system | group electric power line 54a from the required voltage VH2, the electric current which flows into the boost converter 55, and the increase electric power dlossV. モータMG1の回転数Nm1と減少電力dlossGとの関係の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the relationship between the rotation speed Nm1 of motor MG1, and reduction electric power dlossG.

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。   Next, the form for implementing this invention is demonstrated using an Example.

図1は、本発明の一実施例としてのハイブリッド自動車20の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車20は、図示するように、例えばガソリンまたは軽油などの炭化水素系の燃料により動力を出力する内燃機関として構成されたエンジン22と、エンジン22を駆動制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、エンジンECUという)24と、エンジン22の出力軸としてのクランクシャフト26に複数のピニオンギヤを連結したキャリアが接続されると共に駆動輪38a,38bにデファレンシャルギヤ37を介して連結された駆動軸32にリングギヤが接続されたプラネタリギヤ30と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子がプラネタリギヤ30のサンギヤに接続されたモータMG1と、例えば同期発電電動機として構成されて回転子が駆動軸32に接続されたモータMG2と、モータMG1,MG2を駆動するインバータ41,42と、インバータ41,42をスイッチング制御することによってモータMG1,MG2を駆動制御するモータ用電子制御ユニット(以下、モータECUという)40と、例えばリチウムイオン二次電池として構成されたバッテリ50と、バッテリ50を管理するバッテリ用電子制御ユニット(以下、バッテリECUという)52と、インバータ41,42が接続された電力ライン(以下、高電圧系電力ラインという)54aとバッテリ50が接続された電力ライン(以下、電池電圧系電力ラインという)54bとに接続されて高電圧系電力ライン54aの電圧VHを電池電圧系電力ライン54bの電圧VL以上の範囲内で調整すると共に高電圧系電力ライン54aと低電圧系電力ライン54bとの間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータ55と、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに接続された平滑用のコンデンサ57と、電池電圧系電力ライン54bの正極母線と負極母線と似接続された平滑用のコンデンサ58と、車両全体を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70と、を備える。   FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the configuration of a hybrid vehicle 20 as an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the hybrid vehicle 20 of the embodiment includes an engine 22 configured as an internal combustion engine that outputs power using a hydrocarbon-based fuel such as gasoline or light oil, and an engine electronic control unit that controls the drive of the engine 22. (Hereinafter referred to as the engine ECU) 24 and a drive shaft connected to a crankshaft 26 as an output shaft of the engine 22 with a plurality of pinion gears connected thereto and connected to drive wheels 38a and 38b via a differential gear 37 A planetary gear 30 having a ring gear connected to 32, a motor MG1 configured as a synchronous generator motor and having a rotor connected to the sun gear of the planetary gear 30, and a rotor connected to the drive shaft 32, for example, configured as a synchronous generator motor. Motor MG2 and motor MG1, Inverters 41 and 42 for driving G2, a motor electronic control unit (hereinafter referred to as motor ECU) 40 for driving and controlling motors MG1 and MG2 by switching control of inverters 41 and 42, and a lithium ion secondary battery, for example A configured battery 50, a battery electronic control unit (hereinafter referred to as a battery ECU) 52 for managing the battery 50, a power line (hereinafter referred to as a high voltage system power line) 54a connected to the inverters 41 and 42, and a battery 50 is connected to a power line 54b (hereinafter referred to as a battery voltage system power line) 54b, and the voltage VH of the high voltage system power line 54a is adjusted within a range equal to or higher than the voltage VL of the battery voltage system power line 54b. Between the high voltage system power line 54a and the low voltage system power line 54b Boost converter 55 for exchanging power, smoothing capacitor 57 connected to the positive and negative buses of high voltage power line 54a, and the positive and negative buses of battery voltage power line 54b are connected in a similar manner. The smoothing capacitor 58 and a hybrid electronic control unit 70 for controlling the entire vehicle are provided.

モータMG1およびモータMG2は、いずれも永久磁石が埋め込まれたロータと三相コイルが巻回されたステータとを備える周知の同期発電電動機として構成されている。インバータ41,42は、図2のモータMG1,MG2を含む電機駆動系の構成図に示すように、6つのトランジスタT11〜T16,T21〜26と、トランジスタT11〜T16,T21〜T26に逆方向に並列接続された6つのダイオードD11〜D16,D21〜D26と、により構成されている。トランジスタT11〜T16,T21〜T26は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とに対してソース側とシンク側になるよう2個ずつペアで配置されており、対となるトランジスタ同士の接続点の各々にモータMG1,MG2の三相コイル(U相,V相,W相)の各々が接続されている。したがって、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線との間に電圧が作用している状態で対をなすトランジスタT11〜T16,T21〜T26のオン時間の割合を制御することにより三相コイルに回転磁界を形成でき、モータMG1,MG2を回転駆動することができる。インバータ41,42は、高電圧系電力ライン54aの正極母線と負極母線とを共用しているから、モータMG1,MG2のいずれかで発電される電力を他のモータに供給することができる。   Each of the motor MG1 and the motor MG2 is configured as a known synchronous generator motor including a rotor in which a permanent magnet is embedded and a stator around which a three-phase coil is wound. As shown in the block diagram of the electric drive system including the motors MG1 and MG2 in FIG. 2, the inverters 41 and 42 are in reverse directions to the six transistors T11 to T16 and T21 to 26 and the transistors T11 to T16 and T21 to T26. 6 diodes D11 to D16, D21 to D26 connected in parallel. Two transistors T11 to T16 and T21 to T26 are arranged in pairs so as to be on the source side and the sink side with respect to the positive and negative buses of the high voltage power line 54a, respectively. The three-phase coils (U-phase, V-phase, W-phase) of the motors MG1, MG2 are connected to the connection points. Therefore, the three-phase coil is controlled by controlling the on-time ratio of the transistors T11 to T16 and T21 to T26 that make a pair in a state where a voltage is applied between the positive and negative buses of the high voltage power line 54a. Thus, a rotating magnetic field can be formed, and the motors MG1 and MG2 can be driven to rotate. Since the inverters 41 and 42 share the positive and negative buses of the high voltage system power line 54a, the electric power generated by one of the motors MG1 and MG2 can be supplied to another motor.

モータECU40は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。モータECU40には、モータMG1,MG2を駆動制御するために必要な信号、例えばモータMG1,MG2の回転子の回転位置を検出する回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置や図示しない電流センサにより検出されるモータMG1,MG2に印加される相電流,インバータ41,42に取り付けられた図示しない温度センサからのインバータ温度などが入力されており、モータECU40からは、インバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26へのスイッチング制御信号が出力されている。モータECU40は、ハイブリッド用電子制御ユニット70と通信しており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からの制御信号によってモータMG1,MG2を駆動制御すると共に必要に応じてモータMG1,MG2の運転状態に関するデータをハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。なお、モータECU40は、回転位置検出センサ43,44からのモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいてモータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2も演算している。   The motor ECU 40 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. The motor ECU 40 receives signals necessary for driving and controlling the motors MG1 and MG2, for example, the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 from the rotational position detection sensors 43 and 44 that detect the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2. The rotational position, the phase current applied to the motors MG1 and MG2 detected by a current sensor (not shown), the inverter temperature from a temperature sensor (not shown) attached to the inverters 41 and 42, and the like are input. Switching control signals to the transistors T11 to T16 and T21 to 26 of the inverters 41 and 42 are output. The motor ECU 40 is in communication with the hybrid electronic control unit 70, controls the driving of the motors MG1 and MG2 by a control signal from the hybrid electronic control unit 70, and, if necessary, data on the operating state of the motors MG1 and MG2. Output to the hybrid electronic control unit 70. The motor ECU 40 also calculates the rotational speeds Nm1, Nm2 of the motors MG1, MG2 based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1, MG2 from the rotational position detection sensors 43, 44.

昇圧コンバータ55は、図2に示すように、2つのトランジスタT31,T32とトランジスタT31,T32に逆方向に並列接続された2つのダイオードD31,D32とリアクトルLとからなる昇圧コンバータとして構成されている。2つのトランジスタT31,T32は、それぞれ高電圧系電力ライン54aの正極母線と高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とに接続されており、その接続点にリアクトルLが接続されている。また、リアクトルLと高電圧系電力ライン54aおよび電池電圧系電力ライン54bの負極母線とにはそれぞれ高圧バッテリ50の正極端子と負極端子とが接続されている。したがって、トランジスタT31,T32をオンオフ制御することにより、電池電圧系電力ライン54bの電力を昇圧して高電圧系電力ライン54aに供給したり、高電圧系電力ライン54aの電力を降圧して電池電圧系電力ライン54bに供給したりすることができる。   As shown in FIG. 2, the boost converter 55 is configured as a boost converter including two transistors T31 and T32, two diodes D31 and D32 connected in parallel to the transistors T31 and T32 in a reverse direction, and a reactor L. . The two transistors T31 and T32 are respectively connected to the positive bus of the high voltage system power line 54a and the negative bus of the high voltage system power line 54a and the battery voltage system power line 54b, and the reactor L is connected to the connection point. Has been. The positive terminal and the negative terminal of the high-voltage battery 50 are connected to the reactor L and the negative buses of the high voltage system power line 54a and the battery voltage system power line 54b, respectively. Therefore, by turning on / off the transistors T31 and T32, the power of the battery voltage system power line 54b is boosted and supplied to the high voltage system power line 54a, or the power of the high voltage system power line 54a is reduced to reduce the battery voltage. Or can be supplied to the system power line 54b.

バッテリECU52は、図示しないCPUを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPUの他にROMやRAM,入出力ポート,通信ポートを備える。バッテリECU52には、バッテリ50を管理するのに必要な信号、例えば、バッテリ50の端子間に設置された図示しない電圧センサからの端子間電圧,バッテリ50の出力端子に接続された電池電圧系電力ライン54bに取り付けられた図示しない電流センサからの充放電電流,バッテリ50に取り付けられた図示しない温度センサからの電池温度などが入力されており、必要に応じてバッテリ50の状態に関するデータを通信によりハイブリッド用電子制御ユニット70に出力する。また、バッテリECU52は、バッテリ50を管理するために、電流センサにより検出された充放電電流の積算値に基づいてバッテリ50に蓄えられている蓄電量の全容量(蓄電容量)に対する割合である蓄電割合SOCを演算したり、演算した蓄電割合SOCと電池温度Tbとに基づいてバッテリ50を充放電してもよい最大許容電力である入出力制限Win,Woutを演算したりしている。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。   The battery ECU 52 is configured as a microprocessor centered on a CPU (not shown), and includes a ROM, a RAM, an input / output port, and a communication port in addition to the CPU. In the battery ECU 52, signals necessary for managing the battery 50, for example, voltage between terminals from a voltage sensor (not shown) installed between the terminals of the battery 50, battery voltage system power connected to the output terminal of the battery 50 A charge / discharge current from a current sensor (not shown) attached to the line 54b, a battery temperature from a temperature sensor (not shown) attached to the battery 50, and the like are input, and data on the state of the battery 50 is communicated as necessary. Output to the hybrid electronic control unit 70. In addition, the battery ECU 52 manages the battery 50, and the power storage that is the ratio of the stored power amount stored in the battery 50 based on the integrated value of the charge / discharge current detected by the current sensor to the total capacity (power storage capacity). The ratio SOC is calculated, and the input / output limits Win and Wout, which are the maximum allowable power that may charge / discharge the battery 50, are calculated based on the calculated storage ratio SOC and the battery temperature Tb. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to the basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and the output limiting correction coefficient and the input limiting limit are set based on the storage ratio SOC of the battery 50. It can be set by setting a correction coefficient and multiplying the basic value of the set input / output limits Win and Wout by the correction coefficient.

ハイブリッド用電子制御ユニット70は、CPU72を中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、CPU72の他に処理プログラムを記憶するROM74と、データを一時的に記憶するRAM76と、図示しない入出力ポートおよび通信ポートとを備える。ハイブリッド用電子制御ユニット70には、コンデンサ57の端子間に取り付けられた電圧センサ57aからのコンデンサ57の電圧(高電圧系電力ライン54aの電圧)VHやコンデンサ58の端子間に取り付けられた電圧センサ58aからのコンデンサ58の電圧(電池電圧系電力ライン54bの電圧)VL,イグニッションスイッチ80からのイグニッション信号,シフトレバーの操作位置を検出するシフトポジションセンサ82からのシフトポジションSP,アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Acc,ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,車速センサ88からの車速V,バッテリ50の蓄電割合SOCが電動走行を許可する蓄電割合の範囲の下限値として予め設定された下限割合Sminに至るまでエンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの動力だけで走行する電動走行を指示するEVスイッチ89からのEVスイッチ信号EVSWなどが入力ポートを介して入力されており、ハイブリッド用電子制御ユニット70からは、昇圧コンバータ55のトランジスタT31,T32へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力されている。ハイブリッド用電子制御ユニット70は、前述したように、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と通信ポートを介して接続されており、エンジンECU24やモータECU40,バッテリECU52と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。   The hybrid electronic control unit 70 is configured as a microprocessor centered on the CPU 72, and in addition to the CPU 72, a ROM 74 for storing processing programs, a RAM 76 for temporarily storing data, an input / output port and communication not shown. And a port. In the hybrid electronic control unit 70, the voltage of the capacitor 57 (the voltage of the high voltage system power line 54 a) VH from the voltage sensor 57 a attached between the terminals of the capacitor 57 and the voltage sensor attached between the terminals of the capacitor 58. The voltage of the capacitor 58 from 58a (the voltage of the battery voltage system power line 54b) VL, the ignition signal from the ignition switch 80, the shift position SP from the shift position sensor 82 that detects the operation position of the shift lever, and the depression amount of the accelerator pedal Accelerator opening degree Acc from the accelerator pedal position sensor 84 that detects the amount of depression, brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86 that detects the amount of depression of the brake pedal, vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, storage of the battery 50 EV for instructing electric travel that travels only with the power from motor MG2 in a state where the operation of engine 22 is stopped until the lower limit ratio Smin that is set in advance as the lower limit value of the storage ratio that permits electric travel An EV switch signal EVSW or the like from the switch 89 is input via the input port, and a switching control signal to the transistors T31 and T32 of the boost converter 55 is output from the hybrid electronic control unit 70 via the output port. Has been. As described above, the hybrid electronic control unit 70 is connected to the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52 via the communication port, and exchanges various control signals and data with the engine ECU 24, the motor ECU 40, and the battery ECU 52. ing.

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20は、運転者によるアクセルペダル83の踏み込み量に対応するアクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクを計算し、この要求トルクに対応する要求動力が駆動軸32に出力されるように、エンジン22とモータMG1とモータMG2とが運転制御される。エンジン22とモータMG1とモータMG2の運転制御としては、要求動力に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にエンジン22から出力される動力のすべてがプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによってトルク変換されて駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御するトルク変換運転モードや要求動力とバッテリ50の充放電に必要な電力との和に見合う動力がエンジン22から出力されるようにエンジン22を運転制御すると共にバッテリ50の充放電を伴ってエンジン22から出力される動力の全部またはその一部がプラネタリギヤ30とモータMG1とモータMG2とによるトルク変換を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようモータMG1およびモータMG2を駆動制御する充放電運転モード、エンジン22の運転を停止してモータMG2からの要求動力に見合う動力を駆動軸32に出力するよう運転制御するモータ運転モードなどがある。なお、トルク変換運転モードと充放電運転モードは、いずれもエンジン22の運転を伴って要求動力が駆動軸32に出力されるようエンジン22とモータMG1,MG2とを制御するモードであるから、両者を合わせてエンジン運転モードとして考えることができる。ここで、エンジン運転モードは、エンジン22の運転とモータMG1,MG2の駆動を伴うことから、ハイブリッドモード(HVモード)とも称し、モータ運転モードは、エンジン22の運転を停止した状態でモータMG2からの動力だけで走行することから、電動走行モード(EVモード)と称する。   The hybrid vehicle 20 of the embodiment configured in this way calculates the required torque to be output to the drive shaft 32 based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 83 by the driver. The operation of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2 is controlled so that the required power corresponding to the torque is output to the drive shaft 32. As the operation control of the engine 22, the motor MG1, and the motor MG2, the operation of the engine 22 is controlled so that power corresponding to the required power is output from the engine 22, and all of the power output from the engine 22 is transmitted to the planetary gear 30 and the motor MG1. And the motor MG2 convert the torque and output to the drive shaft 32. The torque conversion operation mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2 and the power suitable for the sum of the required power and the power required for charging and discharging the battery 50 are obtained. The operation of the engine 22 is controlled so as to be output from the engine 22, and all or a part of the power output from the engine 22 with charging / discharging of the battery 50 is converted by the planetary gear 30, the motor MG1, and the motor MG2. Accordingly, the required power is output to the drive shaft 32. Charge-discharge drive mode for driving and controlling the motor MG1 and the motor MG2, there is a motor operation mode in which operation control to output a power commensurate to stop the operation of the engine 22 to the required power from the motor MG2 to the drive shaft 32. Both the torque conversion operation mode and the charge / discharge operation mode are modes in which the engine 22 and the motors MG1, MG2 are controlled so that the required power is output to the drive shaft 32 with the operation of the engine 22. Can be considered as an engine operation mode. Here, since the engine operation mode involves the operation of the engine 22 and the driving of the motors MG1 and MG2, it is also referred to as a hybrid mode (HV mode). The motor operation mode is determined from the motor MG2 while the operation of the engine 22 is stopped. Since the vehicle travels only with the power of the motor, it is referred to as an electric travel mode (EV mode).

エンジン運転モード(HVモード)では、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accと車速センサ88からの車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、設定した要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nr(例えば、モータMG2の回転数Nm2や車速Vに換算係数を乗じて得られる回転数)を乗じて走行に要求される走行用パワーPdrv*を計算すると共に計算した走行用パワーPdrv*からバッテリ50の蓄電割合SOCに基づいて得られるバッテリ50の充放電要求パワーPb*(バッテリ50から放電するときが正の値)を減じてエンジン22から出力すべきパワーとしての要求パワーPe*を設定し、要求パワーPe*を効率よくエンジン22から出力することができるエンジン22の回転数NeとトルクTeとの関係としての動作ライン(例えば燃費最適動作ライン)を用いてエンジン22の目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを設定し、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で、エンジン22を目標回転数Ne*で回転させるための回転数フィードバック制御によりモータMG1から出力すべきトルクとしてのトルク指令Tm1*を設定すると共にモータMG1をトルク指令Tm1*で駆動したときにプラネタリギヤ30を介して駆動軸32に作用するトルクを要求トルクTr*から減じてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定し、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とについてはエンジンECU24に送信し、トルク指令Tm1*,Tm2*についてはモータECU40に送信する。そして、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とを受信したエンジンECU24は、目標回転数Ne*と目標トルクTe*とによってエンジン22が運転されるようエンジン22における吸入空気量制御や燃料噴射制御,点火制御などを行なう。また、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜T26のスイッチング制御を行なう。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、モータMG1の回転数Nm1とトルク指令Tm1*とに基づいてモータMG1を駆動するのに必要な電圧とモータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とに基づいてモータMG2を駆動するのに必要な電圧とのうち大きい方を高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*として設定し、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のスイッチング素子Tr31,Tr32をスイッチング制御する。このエンジン運転モード(HVモード)では、エンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を運転停止した方がよい値として定められた停止用閾値Pstop以下に至ったときなどにエンジン22の運転を停止してモータ運転モード(EVモード)に移行する。   In the engine operation mode (HV mode), the hybrid electronic control unit 70 requires the required torque Tr to be output to the drive shaft 32 based on the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84 and the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88. * Is set, and the required torque Tr * is set and multiplied by the rotation speed Nr of the drive shaft 32 (for example, the rotation speed obtained by multiplying the rotation speed Nm2 of the motor MG2 or the vehicle speed V by a conversion factor). The charge / discharge required power Pb * of the battery 50 obtained based on the power storage ratio SOC of the battery 50 from the calculated travel power Pdrv * is calculated (the positive value when discharging from the battery 50). The required power Pe * is set as the power to be reduced and output from the engine 22, and the required power Pe * is efficiently set. The target rotational speed Ne * and the target torque Te * of the engine 22 are set using an operation line (for example, a fuel efficiency optimal operation line) as a relationship between the rotational speed Ne of the engine 22 and the torque Te that can be output from the engine 22. Then, a torque command Tm1 * as a torque to be output from the motor MG1 is set by rotational speed feedback control for rotating the engine 22 at the target rotational speed Ne * within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. At the same time, when the motor MG1 is driven with the torque command Tm1 *, the torque acting on the drive shaft 32 via the planetary gear 30 is subtracted from the required torque Tr * to set the torque command Tm2 * of the motor MG2, and the target rotational speed Ne * The target torque Te * is transmitted to the engine ECU 24, and torque commands Tm1 *, Tm * For information about to send to the motor ECU40. The engine ECU 24 that has received the target rotational speed Ne * and the target torque Te * then controls the intake air amount and the fuel injection control in the engine 22 so that the engine 22 is operated by the target rotational speed Ne * and the target torque Te *. Perform ignition control. The motor ECU 40 that has received the torque commands Tm1 * and Tm2 * performs switching control of the transistors T11 to T16 and T21 to T26 of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *. Do. Further, the hybrid electronic control unit 70 is based on the voltage necessary for driving the motor MG1 based on the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the torque command Tm1 *, the rotational speed Nm2 of the motor MG2, and the torque command Tm2 *. The larger one of the voltages required to drive the motor MG2 is set as the target voltage VH * of the high voltage system power line 54a and boosted so that the voltage VH of the high voltage system power line 54a becomes the target voltage VH *. Switching control of the switching elements Tr31 and Tr32 of the converter 55 is performed. In this engine operation mode (HV mode), the operation of the engine 22 is stopped when the required power Pe * of the engine 22 is equal to or less than a stop threshold value Pstop that is determined as a better value when the engine 22 is stopped. Shift to the motor operation mode (EV mode).

モータ運転モード(EVモード)では、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、アクセル開度Accと車速Vとに基づいて駆動軸32に出力すべき要求トルクTr*を設定し、モータMG1のトルク指令Tm1*に値0を設定すると共にバッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で要求トルクTr*が駆動軸32に出力されるようモータMG2のトルク指令Tm2*を設定してこれらをモータECU40に送信する。そして、トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1,MG2がトルク指令Tm1*,Tm2*で駆動されるようインバータ41,42のトランジスタT11〜T16,T21〜26のスイッチング制御を行なう。また、ハイブリッド用電子制御ユニット70は、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とに基づいてモータMG2を駆動するのに必要な電圧を高電圧系電力ライン54aの目標電圧VH*として設定し、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のスイッチング素子Tr31,Tr32をスイッチング制御する。このモータ運転モード(EVモード)では、要求トルクTr*に駆動軸32の回転数Nrを乗じて得られる走行用パワーPdrv*からバッテリ50の充放電要求パワーPb*を減じて得られるエンジン22の要求パワーPe*がエンジン22を始動した方がよい値として定められた始動用閾値Pstart以上に至ったときなどにエンジン22を始動してエンジン運転モード(HVモード)に移行する。   In the motor operation mode (EV mode), the hybrid electronic control unit 70 sets a required torque Tr * to be output to the drive shaft 32 based on the accelerator opening Acc and the vehicle speed V, and a torque command Tm1 * of the motor MG1. And a torque command Tm2 * of the motor MG2 is set so that the required torque Tr * is output to the drive shaft 32 within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50, and these are transmitted to the motor ECU 40. To do. The motor ECU 40 that receives the torque commands Tm1 * and Tm2 * performs switching control of the transistors T11 to T16 and T21 to 26 of the inverters 41 and 42 so that the motors MG1 and MG2 are driven by the torque commands Tm1 * and Tm2 *. Do. Further, the hybrid electronic control unit 70 sets the voltage required to drive the motor MG2 as the target voltage VH * of the high voltage system power line 54a based on the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the torque command Tm2 *. The switching elements Tr31 and Tr32 of the boost converter 55 are subjected to switching control so that the voltage VH of the high voltage system power line 54a becomes the target voltage VH *. In this motor operation mode (EV mode), the engine 22 obtained by subtracting the charge / discharge required power Pb * of the battery 50 from the travel power Pdrv * obtained by multiplying the required torque Tr * by the rotational speed Nr of the drive shaft 32. When the required power Pe * reaches or exceeds a starting threshold value Pstart that is determined as a value that is better when the engine 22 is started, the engine 22 is started and the engine operation mode (HV mode) is entered.

次に、こうして構成された実施例のハイブリッド自動車20の動作、特にモータ運転モードにより電動走行しているときにモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VHより高くなったときの動作について説明する。図3は、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行されるモータ走行制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、モータ運転モードにより電動走行している最中は所定時間毎(例えば、数msec毎)に繰り返し実行される。   Next, when the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 becomes higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a when the hybrid vehicle 20 of the embodiment configured as described above is operated electrically, particularly in the motor operation mode. Will be described. FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of a motor travel control routine executed by the hybrid electronic control unit 70. This routine is repeatedly executed every predetermined time (for example, every several msec) during the electric running in the motor operation mode.

モータ走行制御ルーチンが実行されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70のCPU72は、まず、アクセルペダルポジションセンサ84からのアクセル開度Accやブレーキペダルポジションセンサ86からのブレーキペダルポジションBP,電圧センサ57aからの高電圧系電力ライン54aの電圧VH,車速センサ88からの車速V,モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2,バッテリ50の入出力制限Win,Woutなど制御に必要なデータを入力する処理を実行する(ステップS100)。ここで、モータMG1,MG2の回転数Nm1,Nm2は、回転位置検出センサ43,44により検出されるモータMG1,MG2の回転子の回転位置に基づいて計算されたものをモータECU40から通信により入力するものとした。また、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、温度センサ51cにより検出されたバッテリ50の電池温度Tbとバッテリ50の残容量(SOC)とに基づいて設定されたものをバッテリECU52から通信により入力するものとした。なお、バッテリ50の入出力制限Win,Woutは、電池温度Tbに基づいて入出力制限Win,Woutの基本値を設定し、バッテリ50の残容量(SOC)に基づいて出力制限用補正係数と入力制限用補正係数とを設定し、設定した入出力制限Win,Woutの基本値に補正係数を乗じることにより設定することができる。   When the motor travel control routine is executed, the CPU 72 of the hybrid electronic control unit 70 first starts from the accelerator opening Acc from the accelerator pedal position sensor 84, the brake pedal position BP from the brake pedal position sensor 86, and the voltage sensor 57a. A process for inputting data necessary for control such as the voltage VH of the high-voltage power line 54a, the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 88, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2, and the input and output limits Win and Wout of the battery 50 Execute (Step S100). Here, the rotational speeds Nm1 and Nm2 of the motors MG1 and MG2 are input from the motor ECU 40 by communication from those calculated based on the rotational positions of the rotors of the motors MG1 and MG2 detected by the rotational position detection sensors 43 and 44. To do. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set from the battery ECU 52 by communication from the battery temperature Tb of the battery 50 detected by the temperature sensor 51c and the remaining capacity (SOC) of the battery 50 by communication. To do. The input / output limits Win and Wout of the battery 50 are set to the basic values of the input / output limits Win and Wout based on the battery temperature Tb, and the output limiting correction coefficient and input based on the remaining capacity (SOC) of the battery 50 It can be set by setting a correction coefficient for restriction and multiplying the basic value of the set input / output restrictions Win and Wout by the correction coefficient.

こうしてデータを入力すると、入力したアクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vとに基づいて車両に要求されるトルクとして駆動輪38a,38bに連結された駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力すべき要求トルクTr*を設定する(ステップS110)。要求トルクTr*は、実施例では、アクセル開度AccとブレーキペダルポジションBPと車速Vと要求トルクTr*との関係を予め定めて要求トルク設定用マップとしてROM74に記憶しておき、アクセル開度Accと車速Vとが与えられると記憶したマップから対応する要求トルクTr*を導出して設定するものとした。図4に要求トルク設定用マップの一例を示す。   When the data is input in this way, the torque required for the vehicle is output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft connected to the drive wheels 38a, 38b based on the input accelerator opening Acc, brake pedal position BP, and vehicle speed V. Power demand torque Tr * is set (step S110). In the embodiment, the required torque Tr * is stored in the ROM 74 as a required torque setting map by predetermining the relationship among the accelerator opening Acc, the brake pedal position BP, the vehicle speed V, and the required torque Tr *. When Acc and vehicle speed V are given, the corresponding required torque Tr * is derived and set from the stored map. FIG. 4 shows an example of the required torque setting map.

次に、バッテリ50の入出力制限Win,WoutをモータMG2の回転数Nm2で割ることによりトルクの上下限としてのトルク制限Tmin,Tmaxを次式(1)および式(2)により計算すると共に(ステップS120)、設定した要求トルクTr*をモータMG2から出力すべきトルクの仮の値である仮トルクTm2tmpとして設定し(ステップS130)、計算したトルク制限Tmin,Tmaxで仮モータトルクTm2tmpを制限した値としてモータMG2のトルク指令Tm2*を設定する(ステップS140)。このようにモータMG2のトルク指令Tm2*を設定することにより、駆動軸としてのリングギヤ軸32aに出力する要求トルクTr*を、バッテリ50の入出力制限Win,Woutの範囲内で制限したトルクとして設定することができる。   Next, by dividing the input / output limits Win and Wout of the battery 50 by the rotation speed Nm2 of the motor MG2, torque limits Tmin and Tmax as upper and lower limits of torque are calculated by the following expressions (1) and (2) ( In step S120, the set required torque Tr * is set as a temporary torque Tm2tmp which is a temporary value of torque to be output from the motor MG2 (step S130), and the temporary motor torque Tm2tmp is limited by the calculated torque limits Tmin and Tmax. The torque command Tm2 * of the motor MG2 is set as a value (step S140). By setting the torque command Tm2 * of the motor MG2 in this way, the required torque Tr * output to the ring gear shaft 32a as the drive shaft is set as a torque limited within the range of the input / output limits Win and Wout of the battery 50. can do.

Tmin=Win/Nm2 (1)
Tmax=Wout/Nm2 (2)
Tmin = Win / Nm2 (1)
Tmax = Wout / Nm2 (2)

次に、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とに基づいて高電圧系電力ライン54aの電圧VHの目標値としての目標電圧VH*を設定すると共に(ステップS150)、モータMG1の回転数Nm1に基づいてモータMG1の逆起電圧Vmg1を設定する(ステップS160)。ここで、目標電圧VH*は、モータMG2の回転数Nm2が大きいほど高くなる傾向とトルク指令Tm2*が大きくなるほど高くなる傾向とを有し、モータMG2を駆動できる範囲内で可能な限り低い電圧として設定される。実施例では、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*と目標電圧VH*との関係を予め定めて目標電圧設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG2の回転数Nm2とトルク指令Tm2*とが与えられるとマップから対応する目標電圧VH*を導出して設定するものとした。目標電圧VH*が設定されると、ハイブリッド用電子制御ユニット70により実行される図示しない昇圧制御ルーチンにより、高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55のスイッチング素子Tr31,Tr32が制御される。また、モータMG1の逆起電圧Vmg1は、モータMG1の回転数Nm1により求めることができる。実施例では、モータMG1の回転数Nm1と逆起電圧Vmg1との関係を調べて逆起電圧設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG1の回転数Nm1が与えられるとマップから対応する逆起電圧Vmg1を導出して設定するものとした。   Next, the target voltage VH * as a target value of the voltage VH of the high voltage system power line 54a is set based on the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the torque command Tm2 * (step S150), and the rotational speed of the motor MG1. Based on Nm1, the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is set (step S160). Here, the target voltage VH * has a tendency to increase as the rotational speed Nm2 of the motor MG2 increases, and to increase as the torque command Tm2 * increases, and is as low as possible within a range where the motor MG2 can be driven. Set as In the embodiment, the relationship between the rotational speed Nm2 of the motor MG2, the torque command Tm2 *, and the target voltage VH * is determined in advance and stored in the ROM 74 as a target voltage setting map, and the rotational speed Nm2 of the motor MG2 and the torque command Tm2 are stored. When * is given, the corresponding target voltage VH * is derived and set from the map. When the target voltage VH * is set, the switching element of the boost converter 55 is set so that the voltage VH of the high voltage system power line 54a becomes the target voltage VH * by a boost control routine (not shown) executed by the hybrid electronic control unit 70. Tr31 and Tr32 are controlled. Further, the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 can be obtained from the rotational speed Nm1 of the motor MG1. In the embodiment, the relationship between the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the back electromotive voltage Vmg1 is examined and stored in the ROM 74 as a back electromotive voltage setting map, and when the rotational speed Nm1 of the motor MG1 is given, the corresponding reverse from the map. The electromotive voltage Vmg1 was derived and set.

続いて、設定したモータMG1の逆起電圧Vmg1を高電圧系電力ライン54aの電圧VHと比較し(ステップS170)、モータMG1の逆起電圧Vmg1が電圧VH未満のときには、モータMG1を駆動するインバータ41をゲート遮断するゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信し(ステップS250)、このルーチンを終了する。インバータ41のゲート遮断指令とトルク指令Tm2*とを受信したモータECU40は、インバータ41をゲート遮断すると共にトルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、モータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH未満のときには、モータMG1の逆起電圧Vmg1に起因する電流が高電圧系電力ライン54aに流れないため、インバータ41をゲート遮断することにより、モータMG1に対する弱め界磁制御を実行せずに電力消費を抑制することができる。   Subsequently, the set back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is compared with the voltage VH of the high voltage system power line 54a (step S170). When the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is less than the voltage VH, an inverter that drives the motor MG1. A gate shutoff command for shutting off the gate 41 and a torque command Tm2 * for the motor MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S250), and this routine is terminated. The motor ECU 40 that has received the gate cutoff command and the torque command Tm2 * of the inverter 41 controls the switching of the switching element of the inverter 42 so that the gate of the inverter 41 is shut off and the motor MG2 is driven by the torque command Tm2 *. Thus, when the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is less than the voltage VH of the high voltage system power line 54a, the current caused by the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 does not flow to the high voltage system power line 54a. By cutting off the gate, power consumption can be suppressed without performing field weakening control on the motor MG1.

ステップS170でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であると判定されたときには、車両の状態が制動力を出力して走行している回生状態であるか駆動力を出力して走行している力行状態であるを調べる(ステップS180)。ここで、車両の状態が回生状態である力行状態であるかは、要求トルクTr*が負の値であるか正の値であるかにより判定することができる。車両の状態が回生状態であるときには、バッテリ50に充電可能であるか否かをバッテリ50の入力制限Winや蓄電割合SOCに基づいて判定し(ステップS190)、バッテリ50が充電可能な状態であるときには、モータMG1を駆動するインバータ41をゲート遮断するゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信して(ステップS250)、このルーチンを終了し、バッテリ50が充電可能な状態ではないときには、モータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定し設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信し(ステップS260)、このルーチンを終了する。トルク指令Tm1*,Tm2*を受信したモータECU40は、モータMG1に対して値0のトルクで駆動する制御、即ち弱め界磁制御を行なうようインバータ41のスイッチング素子のスイッチング制御を行なうと共に、トルク指令Tm2*でモータMG2が駆動されるようインバータ42のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。このように、車両が回生状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上でありバッテリ50の入力制限Winが小さかったり蓄電割合SOCが大きかったりして充電できないときには、モータMG1に対して弱め界磁制御を行なうことにより、モータMG1の逆起電圧Vmg1に起因する電流が高電圧系電力ライン54aに流れるのを防止することができる。   When it is determined in step S170 that the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a, the vehicle is in a regenerative state in which a braking force is output or the vehicle is running. Is output to check whether the vehicle is running (step S180). Here, whether the vehicle is in a regenerative power running state can be determined based on whether the required torque Tr * is a negative value or a positive value. When the vehicle is in a regenerative state, it is determined whether or not the battery 50 can be charged based on the input limit Win of the battery 50 or the storage rate SOC (step S190), and the battery 50 is in a state where it can be charged. In some cases, a gate shutoff command for gate shutting off the inverter 41 that drives the motor MG1 and a torque command Tm2 * for the motor MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S250), this routine is finished, and the battery 50 can be charged. If not, the torque command Tm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm2 * of the motor MG2 set by setting the torque command Tm1 * of the motor MG1 to 0 are transmitted to the motor ECU 40 (step S260), and this routine is terminated. To do. Receiving the torque commands Tm1 * and Tm2 *, the motor ECU 40 controls the motor MG1 to be driven with a torque of 0, that is, performs switching control of the switching element of the inverter 41 so as to perform field weakening control, and torque command Tm2 *. Thus, switching control of the switching element of the inverter 42 is performed so that the motor MG2 is driven. Thus, when the vehicle is in a regenerative state and the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a and the input limit Win of the battery 50 is small or the storage ratio SOC is large, charging is not possible. By performing field weakening control on the motor MG1, it is possible to prevent a current caused by the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 from flowing through the high voltage system power line 54a.

ステップS180で車両の状態が駆動力を出力して走行している力行状態であると判定されたときには、安定してインバータ41,42をゲート遮断するためにモータMG1の逆起電圧Vmg1にマージン電圧を加えてモータMG1のインバータ41をゲート遮断することができる電圧としての必要電圧VH2を設定し(ステップS200)、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2に昇圧することにより増加する消費電力としての増加電力dlossVとインバータ41をゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力dlossGと設定する(ステップS210)。ここで、マージン電圧としては、例えば、高電圧系電力ライン54aの許容最大電圧の1%〜数%程度の値を用いることができるが、マージン電圧として値0を用いても構わない。この場合、必要電圧VH2はモータMG1の逆起電圧Vmg1となり、モータMG1の逆起電圧Vmg1が変動するときには若干の安定性に欠けるものとなる。増加電力dlossVは、実施例では、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2に昇圧したときに消費電力が増加するときに正の値となる電力であり、必要電圧VH2から高電圧系電力ライン54aの電圧VHを減じて得られる差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流と増加電力dlossVとの関係を予め求めて増加電力設定用マップとしてROM74に記憶しておき、差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流とが与えられるとマップから対応する増加電力dlossVを導出して設定するものとした。差電圧ΔV(VH2−VH)と昇圧コンバータ55に流れる電流と増加電力dlossVとの関係の一例を図5に示す。図示するように、増加電力dlossVは、実施例では、差電圧ΔV(VH2−VH)が大きいほど大きくなる傾向に且つ昇圧コンバータ55に流れる電流が大きいほど大きくなる傾向に設定される。減少電力dlossGは、実施例では、モータMG1のインバータ41をゲート遮断することにより消費電力が減少するときに負の値となる電力であり、モータMG1の回転数Nm1と減少電力dlossGとの関係を予め求めて減少電力設定用マップとしてROM74に記憶しておき、モータMG1の回転数Nm1が与えられるとマップから対応する減少電力dlossGを導出して設定するものとした。モータMG1の回転数Nm1と減少電力dlossGとの関係の一例を図6に示す。図示するように、減少電力dlossGは、実施例では、モータMG1の回転数Nm1が大きいほどその絶対値が大きくなる傾向に設定される。なお、増加電力dlossVや減少電力dlossGは、エンジン22やモータMG1,MG2,プラネタリギヤ30,バッテリ50,昇圧コンバータ55,インバータ41,42の仕様によって変化するものであるから、これらの諸元を定めて実験などによりその関係を求める必要がある。   When it is determined in step S180 that the state of the vehicle is a power running state in which driving force is output and traveling, a margin voltage is added to the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 in order to stably shut off the inverters 41 and 42. Is added to set the required voltage VH2 as a voltage that can shut off the inverter 41 of the motor MG1 (step S200), and the voltage VH of the high voltage system power line 54a is boosted to the required voltage VH2 to increase the consumption. The increased power dlossV as the power and the reduced power dlossG as the power consumption that decreases by shutting off the gate of the inverter 41 are set (step S210). Here, as the margin voltage, for example, a value of about 1% to several percent of the allowable maximum voltage of the high voltage system power line 54a can be used, but a value of 0 may be used as the margin voltage. In this case, the required voltage VH2 becomes the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1, and when the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 fluctuates, the required voltage VH2 lacks some stability. In the embodiment, the increased power dlossV is a power that takes a positive value when the power consumption increases when the voltage VH of the high voltage system power line 54a is boosted to the required voltage VH2, and the high voltage system is increased from the required voltage VH2. The relationship between the difference voltage ΔV (VH2−VH) obtained by reducing the voltage VH of the power line 54a, the current flowing through the boost converter 55, and the increased power dlossV is obtained in advance and stored in the ROM 74 as an increased power setting map. When the difference voltage ΔV (VH2−VH) and the current flowing through the boost converter 55 are given, the corresponding increased power dlossV is derived from the map and set. FIG. 5 shows an example of the relationship between the differential voltage ΔV (VH2−VH), the current flowing through the boost converter 55, and the increased power dlossV. As shown in the figure, the increased power dlossV is set so as to increase as the differential voltage ΔV (VH2−VH) increases and to increase as the current flowing through the boost converter 55 increases. In the embodiment, the reduced power dlossG is a negative power when the power consumption is reduced by shutting off the inverter 41 of the motor MG1, and the relationship between the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the reduced power dlossG. It is determined in advance and stored in the ROM 74 as a reduced power setting map, and when the rotational speed Nm1 of the motor MG1 is given, the corresponding reduced power dlossG is derived and set from the map. An example of the relationship between the rotational speed Nm1 of the motor MG1 and the reduced power dlossG is shown in FIG. As illustrated, in the embodiment, the reduced power dlossG is set such that the absolute value thereof increases as the rotational speed Nm1 of the motor MG1 increases. The increased power dlossV and the decreased power dlossG vary depending on the specifications of the engine 22, the motors MG1, MG2, the planetary gear 30, the battery 50, the boost converter 55, and the inverters 41, 42. It is necessary to obtain the relationship through experiments.

こうして増加電力dlossVと減少電力dlossGとを設定すると、増加電力dlossVと減少電力dlossGとの和として判定用電力dlossを計算し(ステップS220)、計算した判定用電力dlossが値0以上であるか否かを判定し(ステップS230)、判定用電力dlossが値0以上のときには、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2まで昇圧してインバータ41をゲート遮断するよりモータMG1に対して弱め界磁制御を行なう方がエネルギ効率が高いと判断し、モータMG1のトルク指令Tm1*を値0に設定し設定したモータMG1のトルク指令Tm1*とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信し(ステップS260)、このルーチンを終了する。このように、車両が力行状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときに判定用電力dlossが値0以上のときには、目標電圧VH*を変更することなく、モータMG1に対して弱め界磁制御を行なうことにより、モータMG1の逆起電圧Vmg1に起因する電流が高電圧系電力ライン54aに流れるのを防止するのである。   When the increased power dlossV and the decreased power dlossG are thus set, the determination power dloss is calculated as the sum of the increased power dlossV and the decreased power dlossG (step S220), and whether or not the calculated determination power dloss is greater than or equal to 0. (Step S230), and when the determination power dloss is greater than or equal to 0, the voltage VH of the high voltage system power line 54a is boosted to the required voltage VH2 to weaken the motor MG1 rather than shutting off the inverter 41. It is determined that the field control is more energy efficient, and the torque command Tm1 * of the motor MG1 and the torque command Tm2 * of the motor MG2 set by setting the torque command Tm1 * of the motor MG1 to 0 is transmitted to the motor ECU 40. (Step S260), this routine is finished. Thus, when the vehicle is in a power running state and the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a, the target voltage VH * is changed when the determination power dloss is 0 or more. Instead, by performing field weakening control on the motor MG1, current caused by the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is prevented from flowing to the high voltage system power line 54a.

一方、ステップS230で判定用電力dlossが値0未満であると判定されると、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2まで昇圧してインバータ41をゲート遮断する方がモータMG1に対して弱め界磁制御を行なうよりエネルギ効率が高いと判断し、必要電圧VH2を新たな目標電圧VH*として目標電圧VH*を変更すると共に(ステップS240)、モータMG1を駆動するインバータ41をゲート遮断するゲート遮断指令とモータMG2のトルク指令Tm2*とをモータECU40へ送信して(ステップS250)、このルーチンを終了する。このように、車両が力行状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときに判定用電力dlossが値0未満のときには、目標電圧VH*を必要電圧VH2に変更し、インバータ41をゲート遮断することにより、モータMG1に対する弱め界磁制御を実行せずに電力消費を抑制するのである。   On the other hand, if it is determined in step S230 that the determination power loss is less than 0, it is better to boost the voltage VH of the high voltage system power line 54a to the required voltage VH2 and to gate the inverter 41 to the motor MG1. Therefore, it is determined that the energy efficiency is higher than the field-weakening control, and the target voltage VH * is changed with the required voltage VH2 as the new target voltage VH * (step S240), and the inverter 41 that drives the motor MG1 is gated. The cutoff command and the torque command Tm2 * of the motor MG2 are transmitted to the motor ECU 40 (step S250), and this routine is finished. Thus, when the vehicle is in a power running state and the counter electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a, the target voltage VH * is set to the required voltage VH2 when the determination power dloss is less than 0. In other words, the gate of the inverter 41 is cut off to suppress the power consumption without executing the field weakening control for the motor MG1.

以上説明した実施例のハイブリッド自動車20によれば、モータ運転モードで走行する電動走行している最中に、車両が力行状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときには、高電圧系電力ライン54aの電圧VHを必要電圧VH2に昇圧することにより増加する消費電力としての増加電力dlossVとインバータ41をゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力dlossGとの和として判定用電力dlossを計算し、判定用電力dlossが値0未満のときには目標電圧VH*を必要電圧VH2に変更すると共にモータMG1のインバータ41をゲート遮断し、判定用電力dlossが値0以上のときには目標電圧VH*を変更せずにモータMG1に対して弱め界磁制御を実行することにより、電動走行している最中に車両が力行状態であるときでも、モータMG1のインバータ41をゲート遮断して車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。もとより、モータ運転モードで走行する電動走行している最中に、車両が回生状態でモータMG1の逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときには、バッテリ50が充電可能なときにはモータMG1のインバータ41をゲート遮断し、バッテリ50が充電可能ではないときにはモータMG1に対して弱め界磁制御を実行するから、電動走行している最中に車両が回生状態であるときの車両のエネルギ効率の向上を図ることができる。   According to the hybrid vehicle 20 of the embodiment described above, the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is the voltage VH of the high voltage system power line 54a while the vehicle is in the power running state during the electric running in the motor operation mode. When it is above, the increased power dropV as the power consumption increased by boosting the voltage VH of the high voltage system power line 54a to the required voltage VH2, and the reduced power dlossG as the power consumption decreased by shutting off the gate of the inverter 41. When the determination power loss is less than 0, the target voltage VH * is changed to the necessary voltage VH2 and the inverter 41 of the motor MG1 is gated off, so that the determination power loss is a value. If it is greater than or equal to 0, the target voltage VH * is not changed and the motor MG1 is weakened. By executing the magnetic control, even when the vehicle while being electric traveling in the powering state, the inverter 41 of the motor MG1 and the gate blocking can be improved energy efficiency of the vehicle. Of course, the battery 50 can be charged when the vehicle is in the regenerative state and the back electromotive voltage Vmg1 of the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a during the electric running in the motor operation mode. Sometimes, the inverter 41 of the motor MG1 is gated off, and when the battery 50 is not rechargeable, field weakening control is executed on the motor MG1, so that the energy of the vehicle when the vehicle is in a regenerative state during electric travel Efficiency can be improved.

実施例では、インバータ41のダイオードD1〜D6が全波整流回路として機能するものとしたが、特にこれに限られず、例えば半波整流回路として機能するものとしてもよい。こうしても、モータMG1で生じる逆起電圧Vmg1が高電圧系電力ライン54aの電圧VH以上であるときであってもモータMG1での弱め界磁制御を実行しないことにより、電力の消費が抑制可能であるため、車両のエネルギ効率をより高めることができる。   In the embodiment, the diodes D1 to D6 of the inverter 41 function as a full-wave rectifier circuit. However, the present invention is not particularly limited thereto, and may function as a half-wave rectifier circuit, for example. Even in this case, even if the counter electromotive voltage Vmg1 generated in the motor MG1 is equal to or higher than the voltage VH of the high voltage system power line 54a, the power consumption can be suppressed by not executing the field weakening control in the motor MG1. The energy efficiency of the vehicle can be further increased.

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン22が「エンジン」に相当し、モータMG1が「発電機」に相当し、プラネタリギヤ30が「遊星歯車機構」に相当し、モータMG2が「電動機」に相当し、インバータ41が「発電機用インバータ」に相当し、インバータ42が「電動機用インバータ」に相当し、バッテリ50が「バッテリ」に相当し、昇圧コンバータ55が「昇圧コンバータ」に相当し、図3のモータ走行制御ルーチンを実行すると共に高電圧系電力ライン54aの電圧VHが目標電圧VH*となるよう昇圧コンバータ55を制御するハイブリッド用電子制御ユニット70とモータMG1,MG2のトルク指令Tm1*,Tm2*を受信してモータMG1,MG2を駆動するモータECU40とエンジン22を制御するエンジンECU24とが「制御手段」に相当する。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problems will be described. In the embodiment, the engine 22 corresponds to the “engine”, the motor MG1 corresponds to the “generator”, the planetary gear 30 corresponds to the “planetary gear mechanism”, the motor MG2 corresponds to the “electric motor”, and the inverter 41 3 corresponds to the “generator inverter”, the inverter 42 corresponds to the “motor inverter”, the battery 50 corresponds to the “battery”, the boost converter 55 corresponds to the “boost converter”, and the motor travel control of FIG. The hybrid electronic control unit 70 that controls the boost converter 55 and the torque commands Tm1 * and Tm2 * of the motors MG1 and MG2 are received while executing the routine and the voltage VH of the high voltage system power line 54a becomes the target voltage VH *. The motor ECU 40 that drives the motors MG1 and MG2 and the engine ECU 24 that controls the engine 22 are It corresponds to a unit. "

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。   The correspondence between the main elements of the embodiment and the main elements of the invention described in the column of means for solving the problem is the same as that of the embodiment described in the column of means for solving the problem. Therefore, the elements of the invention described in the column of means for solving the problems are not limited. That is, the interpretation of the invention described in the column of means for solving the problems should be made based on the description of the column, and the examples are those of the invention described in the column of means for solving the problems. It is only a specific example.

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated using the Example, this invention is not limited at all to such an Example, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it is with various forms. Of course, it can be implemented.

本発明は、ハイブリッド車の製造産業などに利用可能である。   The present invention can be used in the manufacturing industry of hybrid vehicles.

20 ハイブリッド自動車、22 エンジン、24 エンジン用電子制御ユニット(エンジンECU)、26 クランクシャフト、30 プラネタリギヤ、32 駆動軸、37 デファレンシャルギヤ、38a,38b 駆動輪、40 モータ用電子制御ユニット(モータECU)、41,42 インバータ、43,44 回転位置検出センサ、50 バッテリ、54a 高電圧系電力ライン、54b 電池電圧系電力ライン、55 昇圧コンバータ、57,58 コンデンサ、70 ハイブリッド用電子制御ユニット(HVECU)、80 イグニッションスイッチ、81 シフトレバー、82 シフトポジションセンサ、83 アクセルペダル、84 アクセルペダルポジションセンサ、85 ブレーキペダル、86 ブレーキペダルポジションセンサ、88 車速センサ、89 EVスイッチ、D11〜D16,D21〜D26,D31,D32 ダイオード、L リアクトル、MG1,MG2 モータ、T11〜T16,T21〜T26,T31,T32 トランジスタ。   20 hybrid vehicle, 22 engine, 24 engine electronic control unit (engine ECU), 26 crankshaft, 30 planetary gear, 32 drive shaft, 37 differential gear, 38a, 38b drive wheel, 40 motor electronic control unit (motor ECU), 41, 42 Inverter, 43, 44 Rotation position detection sensor, 50 Battery, 54a High voltage system power line, 54b Battery voltage system power line, 55 Boost converter, 57, 58 Capacitor, 70 Hybrid electronic control unit (HVECU), 80 Ignition switch, 81 shift lever, 82 shift position sensor, 83 accelerator pedal, 84 accelerator pedal position sensor, 85 brake pedal, 86 brake pedal position sensor, 8 the vehicle speed sensor, 89 EV switch, D11~D16, D21~D26, D31, D32 diodes, L reactor, MG1, MG2 motor, T11~T16, T21~T26, T31, T32 transistor.

Claims (1)

エンジンと、発電機と、車軸に連結された駆動軸と前記エンジンの出力軸と前記発電機の回転軸の3軸に3つの回転要素が連結された遊星歯車機構と、前記駆動軸に接続された電動機と、前記発電機を駆動するための発電機用インバータと、前記電動機を駆動するための電動機用インバータと、バッテリと、前記バッテリが接続されたバッテリ電圧系と前記発電機用インバータおよび前記電動機用インバータが接続された駆動電圧系とに接続されて前記駆動電圧系の電圧を前記バッテリ電圧系の電圧以上に調整すると共に前記バッテリ電圧系と前記駆動電圧系との間で電力のやりとりを行なう昇圧コンバータと、前記バッテリの充放電を伴って走行するよう前記エンジンの運転ポイントと前記電動機のトルク指令と前記発電機のトルク指令と前記駆動電圧系の電圧を設定して前記エンジンと前記電動機と前記発電機と前記昇圧コンバータとを制御する制御手段と、を備えるハイブリッド車において、
前記制御手段は、
前記電動機からの動力だけで走行している最中に前記発電機の逆起電圧が前記駆動電圧系の電圧よりも高いとき、
車両が回生状態であると共に前記バッテリが充電可能な状態であるときには、前記発電機用インバータをゲート遮断するよう該発電機用インバータを制御し、
車両は回生状態であるが前記バッテリは充電可能な状態ではないときには、前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御し、
車両が力行状態であるときには、前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧に昇圧することによって増加する消費電力としての増加電力と前記発電機用インバータをゲート遮断することにより減少する消費電力としての減少電力との和として判定用電力を計算し、前記前記判定用電力が値0未満となるときには前記駆動電圧系の電圧をゲート遮断することができる電圧となるよう前記昇圧コンバータを制御すると共に前記発電機用インバータをゲート遮断するよう前記発電機用インバータを制御し、前記前記判定用電力が値0以上となるときには前記発電機が弱め界磁処理されるよう前記発電機用インバータを制御する、
手段である、
ことを特徴とするハイブリッド車。
An engine, a generator, a drive shaft connected to an axle, a planetary gear mechanism in which three rotating elements are connected to three axes of an output shaft of the engine and a rotating shaft of the generator, and connected to the drive shaft A motor, an inverter for a generator for driving the generator, an inverter for a motor for driving the motor, a battery, a battery voltage system to which the battery is connected, the inverter for the generator, and the Connected to a drive voltage system to which an inverter for an electric motor is connected, adjusts the voltage of the drive voltage system to be higher than the voltage of the battery voltage system, and exchanges power between the battery voltage system and the drive voltage system. A boost converter to perform, an operation point of the engine, a torque command of the motor, and a torque command of the generator so as to travel with charging and discharging of the battery In the hybrid vehicle by setting the voltage of the serial driving voltage system and a control means for controlling said boost converter and the generator and the engine and the electric motor,
The control means includes
When the counter electromotive voltage of the generator is higher than the voltage of the drive voltage system while traveling only with power from the electric motor,
When the vehicle is in a regenerative state and the battery is in a chargeable state, the generator inverter is controlled to gate the generator inverter;
When the vehicle is in a regenerative state but the battery is not in a rechargeable state, the generator inverter is controlled to be subjected to field-weakening processing,
When the vehicle is in a power running state, the increased power as the power consumption increased by boosting the voltage of the drive voltage system to a voltage that can be gated off, and the consumption reduced by gate shutting off the generator inverter The determination power is calculated as the sum of the reduced power as the power, and the boost converter is controlled so that the voltage of the drive voltage system can be cut off when the determination power is less than 0. And the generator inverter is controlled so that the generator inverter is gate-cut, and the generator inverter is subjected to field-weakening processing when the power for determination becomes 0 or more. Control,
Means,
A hybrid vehicle characterized by that.
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